圆锥式破碎机设计说明书

1、圆锥式破碎机的设计 作 者 姓 名 专 业 机械设计制造及其自动化指导教师姓名 专业技术职务 目 录 摘 要1第一章 绪论31.1引言 41.2碎石机性能及用途41.2.1制砂机41.2.2颚式破碎机41.2.3辊式破碎机41.2.4复合式破碎机51.2.5锤式破碎机51.2.6圆锥式破碎机51.3圆锥式破碎机51.3.1圆锥是破碎机的发展状况51.3.2圆锥式破碎机的定义51.3.3目前市场圆锥式破碎机的类型51).中、细碎弹簧型圆锥破碎机62).中、细碎液压型圆锥破碎机61.3.4圆锥式破碎机按用途的分类7第二章 圆锥式破碎机的设计82.1机械设计的要求8 1）.经济要求8 2）.社会要求

2、82.2圆锥式破碎机结构82.3圆锥式破碎机的工作原理92.4圆锥式破碎机总体设计方案102.4.1确定方案102.4.2选择电动机102.5 传动装置各运动参数和动力参数112.5.1总传动比的确定及各级传动比的分配112.5.2传动装置运动和动力参数确定112.6齿轮传动设计12 2.6.1低速级齿轮传动设计12 2.6.2高速级锥齿轮设计172.7轴的设计22 2.7.1高速轴设计及校核22 2.7.2中间轴设计27 2.7.3低速轴设计272.8滚动轴承设计及校核282.9键的设计及校核312.10联轴器的选用312.11减速器箱体的设计322.12 破碎装置的设计33山东轻工业学院2

3、009届本科毕业设计（论文）摘 要 本文介绍了圆锥破碎机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，该圆锥式破碎机的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作。 圆锥破碎机广泛应用于金属矿山、冶金工业、化学工业、建筑工业、水泥工业及砂石行业等，适用于中、细碎普氏硬度f=5-16的各种矿山和岩石，如铁矿石、有色金属矿石、花岗岩、石灰岩、石英岩、沙岩、鹅卵石等。 它工作时，电机通过三角带、传动轴、传动齿轮带动偏心套旋转，动锥在偏心套作用下做旋摆运动，使动锥和定锥时而靠近时而偏离。物料在破碎腔内不断受到挤压、冲击而破碎，破碎的物料经筛选

4、靠自重从下部排出。关键词：圆锥破碎机；中心距；弯曲疲劳强度；弯曲许用应力AbstractIntroduced that the cone crusher structure constitute,the work principle and the design of the main partses the essential theories calculation and related strength check. The advantage of the cones crusher is that the chain of transport is short, the effic

5、iency of transport is high, the manufacture processe is easy, and usage and support are very convenient,which is proper to keep with work under the bad environment.Cone crusher is widely used in metal mining, metallurgical industry, chemical industry, construction industry, cement industry and grave

6、l industries. Suitable for medium and fine Platts hardness range of f = 5-16 mines and rocks, such as iron ore, non-ferrous metal ore, granite, limestone, quartzite, sandstone, pebbles and so on。 When it Work, the motor through the V-belt, drive shaft, transmission gear driven rotating eccentric set

7、s, moving sets of cones in the role of eccentric rotation to do before the next campaign, so that cone and fixed cone move around from time to time deviate from time to time. Materials in the crushing cavity constantly being squeezed, the impact of broken, broken by the weight of materials selected

8、from the lower part of discharge.Key words:cone crusher ; center apart ; bent tired strength ; bent use should dint ； 第一章 绪论1.1引言在水泥生产中，粉磨过程消耗大量能源。粉碎的任务是提供具有一定粒度、粒度组成和充分粉碎的加工原材料，以便于下一步的加工、处理和使用。其中上约12%的电能用于粉碎物料，其中约15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎，磨机的效率只有1%，破碎机的效率达10%，而且与磨机相比，破碎机能耗低，金属消耗最小，运转维护简单。因此，目前有用破碎机部分取代磨机的

9、趋势，也即当前粉碎领域所提倡的“多碎少磨”。同时，入磨粒度的大小是影响磨机产量的主要因素。若入磨物料粒度较大，磨机第一仓必须加入较多的大球才能击碎物料，这样磨机的第一仓在一定的程度上起着破碎作用。这在粉磨中是极不合理的。入磨粒度越大，磨机产量越低，电能消耗越大，磨机产量与入磨物料粒度的四次方根成反比。给料粒度越小，磨机产量越高，能源消耗下降；反之，产量降低，能耗提高。为此，我们拟设计一个圆锥式破碎机。1.2碎石机性能及用途1.2.1制砂机立轴冲击式破碎机主要特点：1） 制砂机（制沙机）是九十年代开发的新型中、细碎石设备，也是目前世界上广泛用于替代锥碎机、对辊机、球磨机的机型。2） 结构新颖、独

10、特、运转平稳。3） 制砂机（制沙机）能量消耗小、产量高、破碎比大。4） 设备体积小、操作简便、安装和维修方便。5） 制砂机（制沙机）具有整形功能、产品呈立方状、堆积密度大。6） 生产过程中，石料能形成保护底层，机身无磨损，经久耐用。7） 制砂机（制沙机）少量易磨损件用特硬耐磨材质制成，体积小、重量轻、便于更换配件。1.2.2颚式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。该系列颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门，破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。反击式破碎机能处理边长100500毫米以下物料，其抗压强度最高可

11、达350兆帕，具有破碎比大，破碎后物料呈立方体颗粒等优点。反击式破碎机，适用于破碎中硬物料，如水泥厂的石灰石破碎，具有生产能力大，出料粒度小的优点。1.2.3辊式破碎机供选矿、化学、水泥、建筑材料等工业部门中碎和细碎各种中等硬度以下的矿石和岩石之用。 1.2.4复合式破碎机适用于建材、矿业、冶金、化工工业破碎石灰石、熟料、煤及其它矿石，其抗压强度不超过140兆帕湿度不大于15%。红星牌复合式破碎机特点：生产能力大；破碎比高，能耗低；密封性好，运转平稳；维护方便。 1.2.5锤式破碎机适用于破碎各种脆性材料的矿物。被破碎物料为煤、盐、白亚、石膏、明矾、砖、瓦、石灰石等。其物料的抗压强度不超过10

12、0兆帕，湿度不大于15%。1.2.6圆锥破碎机适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，可以破碎中等和中等硬度以上的各种矿石和岩石。圆锥破碎机破碎比大、效率高、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石，岩石。 1.3 圆锥式破碎机1.3.1圆锥式破碎机的发展状况 随着社会的前进，原材料消耗不断增加，导致富矿资源日益枯竭，矿石品位日趋贫化。以我国冶金矿山为例，铁矿石平均品位31%,锰矿石品位22%。绝大多数的原矿需要破磨和选矿处理后才能成为炉料。圆锥破碎机适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，可以破碎中等和中等硬度以上的各种矿石和岩石。圆锥破碎机破碎比大、效率高、

13、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石，岩石，成为金属矿山选矿厂的主要破碎设备。 20世纪50年代初期，国内在仿原苏联的弹簧破碎机的基础上，开发了国内自己的破碎机。这种破碎机的设计思想最基本点是靠排料口大小控制产品粒度，破碎物料的方法是靠动锥单向挤压和弯曲研磨作用破碎物料，物料之间相互作用很弱，破碎过程几乎没有选择性。近来国内外开发的新型高效圆锥破碎机破碎物料应用的范围不断扩大，破碎产品粒度小，破碎效果显著。目前圆锥破碎机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。 1.3.2圆锥式破碎机的定义： 圆锥破碎机(圆锥破)是在消化吸收了各国具有80年代国际先进水平的各类型圆锥破碎机的

14、基础上研制成的。它与圆锥破碎机的结构在设计上显然不同，并集中了迄今为止已知各类型圆锥破碎机的主要优点。 1.3.3目前市场圆锥式破碎机的类型：  圆锥破碎机目前市场上主要有弹簧圆锥破和液压圆锥破。    1）中、细碎弹簧型圆锥破碎机    中、细碎破碎机的规格用可动锥底部直径D表示。中、细碎圆锥破碎机的工作原理与旋回破碎机基本相似，但结构上还是有区别的，主要区别是：    (1)旋回破碎机的两个圆锥形状都是急倾斜的，可动锥是正立截头圆锥，固定锥是倒立截头圆锥，这主要是为了增大给料口。中、细碎圆锥

15、破碎机的两个圆锥均为缓倾斜正立截头圆锥，且两锥体之间具有一定长度的平行碎料区(平行带)，这是为了控制产品粒度。因为中、细碎破碎机的设计是以破碎产品质量和生产能力作为首要因素考虑的。    (2)旋回破碎机的可动锥悬挂在机器上部的横梁上，中、细碎圆锥破碎机的可动锥支承在下部的球面轴承上。    (3)旋回破碎机采用干式防尘装置，中、细碎圆锥破碎机采用水封防尘装置。    (4)旋回破碎机利用可动锥的上升或下降调整排料口的大小，中、细碎圆锥破碎机则通过调节固定锥(调节环)的高度位置来实现排料口宽度的调整。&#

16、160;   依据排料口调整装置和保险装置方式不同，中、细碎圆锥破碎机分为弹簧型和液压型圆锥破碎机。弹簧型圆锥破碎机的工作机构是由带锰钢衬板的可动锥和固定锥组成。可动锥压装在主轴15上，主轴一端插入偏心轴套的锥形孔内，当偏心轴套转动时就带动可动锥作旋摆运动。为了保证可动锥作旋回运动的要求，可动锥的下部表面要做成球面，并支承在球面轴承上，可动锥体和主轴的全部质量都由球面轴承和机架承受。    该机的保险装置就是装设在机架周围的弹簧，当大铁块等非破碎物料进入破碎腔时，支承在弹簧上的支承环和调整环被迫向上抬起而压缩弹簧，从而增大可动锥与固定锥之间的距

17、离，增大排料口，排出非破碎物，避免机件损坏。然后在弹簧的弹力作用下，支承环和调整环迅速恢复原位，重新进行破碎。    中、细碎圆锥破碎机依破碎腔形式分为：标准型(中碎用)、中间型(中、细碎用)和短头型(细碎用)三种。其中以标准型和短头型应用最广泛。它们的主要区别在于破碎腔的剖面形状和平行带的长度不同。标准型的动锥倾斜较陡，平行带短；短头型的动锥倾斜较缓，平行带较长，中间型介于二者之间。    2）中、细碎液压型圆锥破碎机    液压圆锥破碎机有单缸式和多缸式两种。单缸式结构简单，应用广泛。它是在主轴下面设

18、有一个液压缸，升降动锥即可调节排料口大小。铁块等非破碎物通过破碎腔时，液缸放油，起到保险作用。    液压圆锥破碎机的调整装置和锁紧机构，实际上都是固定锥的一部分，主要由调整环、支承环、锁紧螺帽、推动油缸和锁紧油缸等组成。其中调整环和支承环则构成排料口尺寸的调整装置。支承环安装在机架上部，并借助于破碎机周围的弹簧和机架贴紧。支承环上部装有锁紧油缸和活塞，支承环与调整环的接触面处均刻有锯齿形螺纹。两对拨爪和一对推动油缸分别装在支承环上。破碎机工作时，高压油通人锁紧缸使活塞上升，将锁紧螺帽和调整环稍微顶起，使两者的锯齿形螺纹呈斜面紧密贴合。调整排料口时，需将锁紧缸卸载

19、，使锯齿形螺纹放松，然后*纵液压系统，使推动缸动作，带动调整环向左或向右转动，使固定锥上升或下降，实现排料口的调整。    在矿物加工工程领域，“多碎少磨”的原则受到较大重视。近年来，各种产品粒度小于10mm的液压圆锥破碎机在细碎作业中获得了推广应用。  1.34圆锥式破碎机按用途的分类：  圆锥破碎机按用途可分为粗碎圆锥破和中细碎圆锥破两种；按结构与功能可分为悬挂式、托轴式和振动式三种.用作粗碎的圆锥破碎机，又称旋回破碎机。因为该机需处理尺寸较大的料块厅以进料口要求宽大。     用

20、作中细碎的圆锥破碎机(圆锥破)有两种，常规型圆锥破碎机(圆锥破)，又称菌形圆锥破碎机(圆锥破)。其处理的料块为经过粗碎的，故进料口不需很大，但要求加大卸料范围，以提高生产能了，对破碎后的产品要求具有比较均匀的粒度。所以动锥1和定锥2都是正置的。动锥制成枣形，在卸料口附近，动、定锥之间有一段距离相等的平行带，以保证卸出物料的粒度均匀。塞类圆锥破碎机因为动锥体表面斜度较小，卸料时物料是沿着动锥斜面滚下。因此，卸料就会受到斜面的摩擦阻力作用，同时也会受到锥体偏转、自转时的离心惯性力的作用。故这类破碎机并非自由卸料的，因而工作原理和计算上均与粗碎圆锥破碎机(圆锥破)有些不同。   

21、  采用常规的粉碎方法、粉碎的断面是偶然的，是没有选择的，一方面会有多数部分，卞产生破碎作用，另一方面又会产生局部的立粉碎，导致有用的部分由于过粉碎而无法目收。开发了我国自己PZ型振动圆锥破碎机(圆锥破)， 振动圆锥破碎机它也是处理过初次破碎后的料块，其进料口也不大。其功锥与定锥也是正置的，为了达到选择性破卒作用，在动锥的主轴上按有偏心块，当电功机通过传动装置驱动动锥主轴，偏心块旋涛，产生不平衡激振力，使动锥偏离原来位置。物料从上部给人定锥与动锥组成的破碎腔，在破碎腔由上到下的运动过程中受到反复的压缩、冲击，一般要达到30次以上，在此过程中物料不停地翻转滚动，不断

22、改变对物料作用力的角度，使物料破碎，被破碎后的物料由破碎腔排出，从破碎机的排料口排出破碎机。     以上三种圆锥破碎机(圆锥破)中，除振动圆锥破碎机(圆锥破)不作偏旋运动外，其余两种圆锥破碎机的动锥主轴的下端都装有偏心衬套。旋回破碎机反力的垂直分力F2不大，故动锥可以用悬吊方式支承，支承装置在破碎机的顶部。因此，支承装置的结构比较简单，维修也比较方便。菌形圆锥破碎机反力的垂直分力F2较大，故用球面座3在下方将动锥支托起来，支承面积较大，可使压强降低。不过这种支承装置正处于破碎腔下方，粉尘较大，要有完善的防尘装置。因而构造比较复杂，维修也比较困难。第二章

23、 圆锥式破碎机的总体设计2.1 机器设计的要求机器的种类虽然很多，但设计时的基本要求往往是共同的，根据对现有机器的分析，现代机器的设计应满足下列两大要求：1）.          经济性要求机器的经济性必须体现并贯穿在其设计、制造和使用的全过程中。体现在设计阶段是指应用先进的设计方法，将三钟传动（机械、电子、液压）有机地匹配，各得其所。此外尽量采用标准件、通用件和使用产品系列化而缩短设计周期；体现在制造过程中是指使用无切削加工等各种新的制造工艺技术，提高工效、缩短制造周期等；体现在使用方面是指消耗（水、电

24、、油及辅助材料等）少、管理和维修费用低等。2）.          社会要求机器应有好的社会效果，表现为；应满足人机工程学的要求，如操作方便、省力、舒适劳动强度低、维修简捷等；应符合安全运行要求，如设置可靠的安全防护装置，设置能排除误操作的连锁装置，采用安全联轴器和离合器，配备各类预警信号装置等；应满足工艺美术要求，如造型精巧、线形流畅、形体简练、色彩明快等；应符合环保要求，如控制噪声、有效地排除废气、废液等，以免造成环境污染。 2.2 圆锥式破碎机结构   HCS高效圆锥破碎机主要结

25、构包括进料斗、上机架部、动锥部、机座、排料斗、传动轴、三角带、电机等，辅助装置有液压润滑站、电控柜等。如图1 图1 2.3 圆锥破碎机工作原理    工作时，电机通过三角带、传动轴、传动齿轮带动偏心套旋转，动锥在偏心套作用下做旋摆运动，使动锥和定锥时而靠近时而偏离。物料在破碎腔内不断受到挤压、冲击而破碎，破碎的物料靠自重从下部排出。如图： 2.4 圆锥式破碎机的总体设计方案： 确定传动方案、选定电动机型号、合理分配传动比、计算传动装置的运动和动力参数。2.4.1确定传动方案首先满足机器的功能要求，如如所传递的功率大小、转速和运动形式，此外还应满足工作可靠、传动效率

26、高、结构简单、尺寸紧凑、工艺性好、使用维护方便。常用传动方案有3种：1）、带圆锥齿轮传动 特点是带在高速转动时会打滑，但整体尺寸不大，制造成本也不高；2)、二级圆锥圆柱齿轮传动 特点是工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性强，但总体尺寸较大；3）、二级圆柱圆锥齿轮传动 特点是工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性强，合理安排尺寸不大。 根据破碎机的工作环境及其自身的特点，结合现在制造技术的提高，选用圆柱圆锥齿轮传动方案，其运动简图如下: 2.4.2 选择电动机根据工作机的工作情况和运动、动力参数，合理选择电机的类型、机构形式、容量和转速，提出具体电机型号。 本设计考虑到电机本身价格、重量、易购买性及其减速器的尺寸对后续配置的影响，选用同步转速为1500r/min的三相异步电动机。 电机型号：Y250s-4 额定功率：pd=75KW 满载转速：nm=1470r/min 堵转转据: 2.0 最大转矩：2.2 电 流：141A 功率因数：0.92 堵转电流：7.0A 安装形式：B32.5 传动装置各运动参数和动力参数2.5.1 总传动比的确定及各级传动比的分配已选定输出端主轴转速